Fototerapia : un nuevo tratamiento contra los tumores resistentes a la quimioterapia
Un nuevo estudio publicado el 14 de noviembre del 2017 en la reunión y exposición anual de la American Association of Pharmaceutical Scientists (AAPS) podría ayudar a los cirujanos a localizar y tratar mejor estas células tumorales con nanopartículas de ingeniería a base de naftalocianina (SiNc-PNP) que se inyectan 24 horas antes de la cirugía, que luego se iluminan cuando entran en contacto con tumores cancerosos.
Las técnicas de imagenología fluorescente se están convirtiendo en esenciales en las investigaciones preclínicas, y la investigación de herramientas adecuadas para las mediciones in vivo está ganando cada vez más importancia y atención. La nanotecnología entró en el campo para tratar de encontrar soluciones para muchas limitaciones en el estado actual de la técnica, y las nanopartículas luminiscentes (NPs) son uno de los materiales más prometedores propuestos para la implementación diagnóstica futura. Los NPs constituyen también una plataforma versátil que permite la multifuncionalización fácil de realizar imágenes multimodales o teranosticos (diagnóstico y terapia simultánea).
En el estudio, titulado «Agente Terapéutico Único para la Cirugía Guiada por Imágenes y Fototerapia Intraoperatoria para el Tratamiento del Cáncer», los investigadores crearon una nanoplataforma teranostica activable que puede emplearse para dos propósitos: delineación del tumor con una señal de fluorescencia en tiempo real cercana al infrarrojo (NIR) durante la cirugía, y un tratamiento intraoperatorio específico para eliminar tumores difíciles de remover mediante fototerapia no tóxica.
Usted puede pensar en estas nanopartículas como si fueran un interruptor de luz, están apagadas hasta que las células tumorales las encienden, las células tumorales pueden estar cerca de tejidos sanos, vasos sanguíneos y más, lo que las hace difíciles de remover. El cirujano puede hacer brillar la luz de infrarrojo próximo sobre las células brillosas y estas nanopartículas absorberán la luz transfiriéndola a un calor para eliminar las células tumorales. Oleh Taratula, investigador principal del estudio, profesor asistente de farmacia, Universidad Estatal de Oregon.
Las nanopartículas creadas fueron exitosamente entregadas, acumuladas y penetradas en el centro de los tumores en modelos animales. Luego, estas nanopartículas poliméricas activables encapsuladas con SiNc encapsuladas activaron la fluorescencia NIR en el sitio del tumor, proporcionando una imagenología de alto contraste entre cáncer y tejido.
Fluobeam® 800, un sistema de imagenología NIR intraoperatoria aprobado por la FDA, fue utilizado para demostrar la factibilidad de activable SiNc-PNP para cirugía intraoperatoria guiada por imagen en tiempo real, donde se observó la detección de fluorescencia sensible de tumores cancerosos para la resección tumoral.
La fototerapia durante la cirugía en ratones mostró una extirpación exitosa del tumor subcutáneo con la señal de fluorescencia de SiNc. La luz NIR fue mostrada en el tumor canceroso 24 horas después de la inyección (10 minutos) de las nanopartículas. Cuando se trató con esta dosis única de fototerapia, los tumores quimiorresistentes se eliminaron completamente de los ratones y no hubo recurrencia del tumor durante el experimento.
Taratula agregó,»Creemos que estas nanopartículas podrían ser una poderosa herramienta de diagnóstico y tratamiento para mejorar los resultados quirúrgicos y el pronóstico del paciente para una variedad de cánceres en el futuro».
Como siguiente paso, los investigadores confirmarán la eficacia de la nanoplataforma fototeranostica mediante la realización de cirugía guiada por imágenes junto con fototerapia en modelos animales adicionales.
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¿Que es la fototerapia?
La fototerapia guiada por imágenes es considerada ampliamente como una terapia prometedora para el tratamiento del cáncer. Para aumentar el potencial traslativo de esta modalidad, desarrollamos una nanoplataforma biocompatible basada en un solo agente que proporciona imágenes fluorescentes de fluorescencia infrarroja (NIR) en tiempo real y fototerapia combinatoria con mecanismos terapéuticos fototermales y fotodinámicos duales. La nanoplataforma teranostica desarrollada consiste en dos componentes básicos: (1) la naftalocianina de silicio (SiNc) como agente fototerapéutico e imagenología de fluorescencia NIR y (2) un copolímero, poli (etilenglicol)-bloque-poli (ε-caprolactona) (PEG-PCL) como portador biodegradable de SiNc. Nuestro enfoque simple, altamente reproducible y robusto resulta en la preparación de nanopartículas poliméricas esféricas, monodispersas y cargadas con SiNc PEG-PCL (SiNc-PNP) con un tamaño hidrodinámico de 37,66 ± 0,26 nm (índice de polidispersidad = 0,06) y una carga superficial de -2,76 ± 1,83 mV. Las nanopartículas cargadas de SiNc presentan una fuerte absorción de luz NIR con un coeficiente de extinción de 2,8 × 105 M-1 cm-1 y convierten eficientemente la energía absorbida en emisión fluorescente (ΦF = 11.8%), calor (ΔT ∼ 25 °C) y especies reactivas de oxígeno. Además, el SiNc-PNP se caracteriza por su excelente fotoestabilidad bajo una amplia irradiación y la integridad de la estructura durante el almacenamiento a temperatura ambiente durante un período de 30 días. Después de la inyección intravenosa, el SiNc-PNP se acumuló selectivamente en los tumores y proporcionó un alto contraste de tejido entre la lesión y lo normal para la detección de fluorescencia sensible. Finalmente, los tumores resistentes a la adriamicina tratados con una dosis intravenosa única de SiNc-PNP (1,5 mg/kg) combinada con 10 minutos de una irradiación de luz de 785 nm (1,3 W/cm2) fueron completamente erradicados de los ratones sin recurrencia de cáncer o efectos secundarios. Las características reportadas hacen que el SiNc-PNP desarrollado sea una plataforma prometedora para aplicaciones clínicas futuras.
